Sử dụng cơ sở khí nhất quán, tách dòng thành phần khỏi tổng lưu lượng khí và tránh tính tổn thất thu hồi, thu hồi hoặc vận hành hai lần.
Viết ranh giới tính toán trước
Một cân bằng khối lượng hữu ích phải theo dõi CO₂ từ điểm nguồn xác định đến điểm sản phẩm xác định. CO₂ có sẵn tại nguồn, CO₂ trong khí đầu vào được tiếp nhận, CO₂ lỏng thu hồi và sản phẩm có thể bán là các đại lượng khác nhau. Trước khi nhập số liệu, cần xác định lưu lượng kế đo đại lượng nào và tỷ lệ thu hồi đã bao gồm những tổn thất nào. Cách này tránh trộn các ranh giới tính toán khác nhau trong một kết quả có vẻ chính xác.
Để ước tính sơ bộ, sản lượng thu hồi hằng năm tính bằng tấn bằng lượng CO₂ sẵn có tính theo kilôgam mỗi giờ nhân với tỷ lệ thu hồi tổng thể và số giờ vận hành, sau đó chia cho 1,000. Nếu đầu vào đã là công suất sản phẩm lỏng bàn giao, không áp dụng tỷ lệ thu hồi lần nữa. Tương tự, nếu số giờ vận hành đã loại trừ thời gian dừng theo kế hoạch thì không trừ thời gian dừng đó thêm lần nữa.
Quy đổi thể tích theo các điều kiện đã nêu
Đối với mô hình sàng lọc khí lý tưởng được sử dụng ở đây, lưu lượng khối lượng CO₂ bằng tổng lưu lượng thể tích khí nhân với áp suất tuyệt đối, tỷ lệ mol CO₂ và khối lượng phân tử, chia cho hằng số khí và nhiệt độ tuyệt đối. Hệ số nén có thể được đưa vào khi có sẵn giá trị khí thực thích hợp. Ví dụ chuẩn hóa của trang web sử dụng 0°C, 101,325 kPa tuyệt đối và Z = 1.
Dùng khối lượng mol CO₂ là 44.0095 kg/kmol và R = 8.314462618 kPa·m³/(kmol·K) cho kết quả xấp xỉ 1.9635 kg CO₂ lý tưởng trên mỗi mét khối tại điều kiện tham chiếu đó. Đây là phép gần đúng được nêu rõ, không phải khối lượng riêng chung cho mọi nhiệt độ hoặc áp suất. Tính toán chi tiết của nhà máy cần sử dụng mô hình tính chất phù hợp.
Ví dụ hoạt động: dòng khí giàu CO₂
Giả sử lưu lượng khí hỗn hợp khô trong ví dụ là 1,000 Nm³/h, với CO₂ chiếm 98% trên cùng cơ sở khô. Lượng CO₂ sẵn có xấp xỉ 1,000 × 0.98 × 1.9635 = 1,924.2 kg/h. Với tỷ lệ thu hồi tổng thể giả định là 90%, sản lượng xấp xỉ 1,731.8 kg/h. Trong 8,000 giờ vận hành, phép tính cho khoảng 13,854 tấn mỗi năm.
Các giả định này không mô tả kết quả đo từ nhà máy của chúng tôi. Chúng minh họa mối liên hệ giữa các đơn vị. Vẫn phải đối chiếu kết quả với khả năng thu gom, lưu lượng đỉnh, chấp thuận sản phẩm, kho chứa và nhu cầu khách hàng. Công suất thiết kế có thể cần khác lưu lượng sản phẩm trung bình vì nguồn thay đổi theo thời gian.
Phân biệt thu giữ CO₂ với thu hồi ở các công đoạn sau
Nguồn khí có nồng độ CO₂ thấp có thể cần hai hệ số riêng: tỷ lệ CO₂ được thu giữ từ hỗn hợp khí và tỷ lệ CO₂ đã thu giữ còn lại trong sản phẩm cuối. Nếu giả định thu giữ 85% và thu hồi phía sau 95%, tỷ lệ kết hợp là 0.85 × 0.95 = 0.8075, tức 80.75%. Không nhân thêm một tỷ lệ thu hồi tổng thể khác vốn cũng đại diện cho chính các tổn thất đó.
Tỷ lệ thu gom cũng có thể cần xét nếu chỉ tiếp nhận một phần khí phát sinh tại nguồn. Chỉ đưa hệ số này vào cân bằng khi lưu lượng khả dụng đo được chưa bao gồm nó. Mỗi dòng và mỗi tổn thất chỉ được tính một lần. Nguyên tắc đơn giản này có giá trị hơn việc thêm chữ số thập phân vào dữ liệu đầu vào chưa chắc chắn.
Biết kết quả không thể thiết lập được
Phép tính ước lượng khối lượng. Nó không chứng minh tính phù hợp cho thực phẩm, khả năng loại tạp chất, tải lạnh, công suất máy nén hoặc phạm vi vận hành an toàn. Với nguồn khí chưa được phân tích đầy đủ, kết quả cần là danh sách dữ liệu còn thiếu, không phải phê duyệt chất lượng. Một cân bằng khối lượng đúng vẫn có thể mô tả dự án không kinh tế hoặc không phù hợp.
Để đánh giá thương mại, so sánh lượng sản phẩm đạt yêu cầu hằng năm với nhu cầu nội bộ có thể sử dụng hoặc khả năng tiêu thụ bên ngoài có cơ sở. Nếu nhà máy có thể thu hồi 8,000 tấn nhưng thị trường chỉ nhận 5,000, tính giá bán đầy đủ cho cả 8,000 sẽ phóng đại cơ hội. Phân biệt tiềm năng thu hồi kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và số tấn bán được khi thảo luận kết quả với chúng tôi.
Các câu hỏi kỹ thuật thường gặp
Nm³/h có giống với m³/h thực tế không?
Không. Khối lượng chuẩn hóa đề cập đến các điều kiện tham chiếu đã khai báo. Khối lượng thực tế đề cập đến các điều kiện tại điểm đo.
Có nên áp dụng nồng độ CO₂ cho đầu vào kg CO₂/h không?
Không. Đầu vào đó đã mô tả thành phần CO₂. Cần có nồng độ khi chuyển đổi phép đo tổng lượng khí hỗn hợp thích hợp.
Kiểm tra tính toán trước khi quy đổi thành công suất thiết bị
| Kiểm tra | Giải thích đúng |
|---|---|
| 1.000 Nm³/h là khí khô; CO₂ là 98% trên cơ sở khô | Dùng lưu lượng khí khô đã nêu với phần CO₂ tính trên cùng cơ sở khí khô. |
| 1.000 m³/h là khí ướt thực tế | Sử dụng áp suất tuyệt đối, nhiệt độ, độ nén và tỷ lệ CO₂ ướt thực tế; không nhân với mật độ trạng thái bình thường. |
| Khả năng thu hồi là 90% CO₂ được thu thập | Không áp dụng lại khoản lỗ 10% tương tự trong giờ hoạt động hàng năm. |
| 8.000 giờ hoạt động đã loại trừ thời gian ngừng hoạt động | Chỉ áp dụng hệ số khả dụng riêng nếu hệ số này thể hiện tổn thất thời gian bổ sung được xác định rõ ràng. |
Ở 15°C thay vì 0°C, cùng một thể tích khí lý tưởng chứa khối lượng thấp hơn khoảng 5.2% tại cùng áp suất. Vì vậy, nhãn như “tiêu chuẩn” mà không có nhiệt độ tham chiếu có thể gây sai số đáng kể khi xác định công suất. Ở áp suất cao, hãy dùng phương trình trạng thái phù hợp hoặc phép tính tính chất đã được xác nhận, thay vì mặc định Z = 1.
Tài liệu tham khảo kỹ thuật
- NIST Chemistry WebBook: cacbon dioxit — Trọng lượng phân tử 44,0095 và dữ liệu thay đổi pha CO₂.
- NIST CODATA: hằng số vật lý cơ bản — Hằng số khí mol R = 8,314462618 J mol−1 K−1 trên cơ sở số mol đã nêu.
Áp dụng điều này cho dự án của bạn
Mở công cụ đánh giá nguồn khí để ghi các giả định cân bằng khối lượng và kinh tế. Đối với thiết kế riêng cho dự án, chia sẻ phân tích khí và thông số sản phẩm với chúng tôi.
Chúng tôi xuất bản hướng dẫn này dưới tên YTC. Chính sách biên tập của chúng tôi giải thích việc kiểm tra nguồn, hỗ trợ của AI và cách báo lỗi cần sửa. Các ví dụ không phải là bảo đảm hiệu suất nhà máy.